發(fā)布時(shí)間：2017-08-01 00:03

  本文關(guān)鍵詞：船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)推力分配優(yōu)化問題研究

  更多相關(guān)文章： 推力分配 主螺旋槳-舵 二次規(guī)劃 粒子群 混合推力分配

【摘要】：隨著深海石油、天然氣等資源勘探及開采規(guī)模的不斷擴(kuò)大,船舶動(dòng)力定位技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注。推力分配作為動(dòng)力定位系統(tǒng)的重要組成部分,將控制器計(jì)算出的合力及力矩分配為每個(gè)推進(jìn)器應(yīng)產(chǎn)生的力和方向,其分配結(jié)果的好壞直接影響到動(dòng)力定位的精度、船舶的連續(xù)作業(yè)時(shí)間以及推進(jìn)設(shè)備的使用壽命。因此,推力分配問題的研究對提高船舶動(dòng)力定位性能具有重要意義。本文以裝配有主螺旋槳-舵的動(dòng)力定位船舶為對象,將推力分配看成優(yōu)化問題進(jìn)行研究,提出了三種不同的推力分配優(yōu)化方法。首先,為解決主螺旋槳-舵的推力可行域非凸性問題,對推力可行域的邊界約束進(jìn)行J了線性化處理,并將推力可行域拆分為兩部分,得出了四種具有凸推力可行域的推力分配優(yōu)化子問題,同時(shí),根據(jù)建立的推力分配優(yōu)化子問題的目標(biāo)函數(shù)及約束條件的具體形式,選用二次規(guī)劃算法求解推力分配優(yōu)化子問題,得出最終的分配方案;進(jìn)一步,考慮到舵機(jī)的舵角及推進(jìn)器轉(zhuǎn)速的變化率的物理受限問題,將舵機(jī)的舵角及推進(jìn)器轉(zhuǎn)速作為推力分配優(yōu)化問題的優(yōu)化變量,并將動(dòng)態(tài)可行域拆分為兩部分,得出了四種推力分配優(yōu)化子問題,同時(shí),根據(jù)建立的推力分配優(yōu)化子問題的目標(biāo)函數(shù)及約束條件的具體形式,選用粒子群算法求解推力分配優(yōu)化子問題,得出最終的分配方案;最后,為提高推力分配優(yōu)化方法對推力分配優(yōu)化問題的求解速度,結(jié)合前前兩種推力分配優(yōu)化方法的優(yōu)點(diǎn),對上述兩種推力分配優(yōu)化方法進(jìn)行融合并引入切換技術(shù),提出J了依據(jù)卞螺旋槳轉(zhuǎn)速的大小,選取不同的方法對推力分配優(yōu)化問題進(jìn)行求解的混合推力分配優(yōu)化方法。最后,以一艘供給船模型CyberShip Ⅱ?yàn)閷ο筮M(jìn)行了仿真研究,驗(yàn)證了本文所提出的三種推力分配優(yōu)化方法的有效性,并對三種方法所得出的分配結(jié)果進(jìn)行了比較分析。
【關(guān)鍵詞】：推力分配 主螺旋槳-舵 二次規(guī)劃 粒子群 混合推力分配
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U664.82
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 推力分配方法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文主要工作13-15
• 第2章 推力分配優(yōu)化問題數(shù)學(xué)描述15-25
• 2.1 船舶運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系15-16
• 2.2 推力分配問題描述16-19
• 2.3 推力分配優(yōu)化問題一般數(shù)學(xué)模型19-24
• 2.3.1 目標(biāo)函數(shù)19-21
• 2.3.2 約束條件21-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 基于二次規(guī)劃算法的推力分配優(yōu)化25-43
• 3.1 推力分配優(yōu)化問題數(shù)學(xué)模型25-31
• 3.1.1 推力分配優(yōu)化問題的二次型目標(biāo)函數(shù)25
• 3.1.2 推力分配優(yōu)化問題的約束條件25-31
• 3.2 基于二次規(guī)劃算法的推力分配優(yōu)化問題求解31-36
• 3.2.1 二次規(guī)劃簡介31
• 3.2.2 應(yīng)用二次規(guī)劃算法求解推力分配優(yōu)化問題31-36
• 3.3 仿真研究36-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 基于粒子群算法的推力分配優(yōu)化43-61
• 4.1 推力分配優(yōu)化問題數(shù)學(xué)模型43-47
• 4.1.1 推力分配優(yōu)化問題的三次目標(biāo)函數(shù)43-44
• 4.1.2 推力分配優(yōu)化問題的約束條件44-47
• 4.2 基于粒子群算法的推力分配優(yōu)化問題求解47-54
• 4.2.1 粒子群算法簡介47-48
• 4.2.2 應(yīng)用粒子群算法求解推力分配優(yōu)化問題48-54
• 4.3 仿真研究54-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第5章 混合推力分配優(yōu)化61-73
• 5.1 兩種推力分配優(yōu)化方法的比較61
• 5.2 基于粒子群及二次規(guī)劃算法的混合推力分配優(yōu)化61-66
• 5.2.1 不同轉(zhuǎn)速下的推力分配優(yōu)化子問題61-64
• 5.2.2 應(yīng)用混合推力分配優(yōu)化方法求解推力分配優(yōu)化問題64-66
• 5.3 仿真研究66-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 總結(jié)與展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表論文79-80
• 致謝80

【相似文獻(xiàn)】

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1 趙志高,楊建民,王磊,程俊勇;動(dòng)力定位系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r及研究方法[J];海洋工程;2002年01期

2 周利;王磊;;船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)與錨泊輔助動(dòng)力定位系統(tǒng)的時(shí)域模擬比較[J];船海工程;2009年04期

3 史斌杰;吳U営，

本文編號：601667